Nanotechnologia w służbie precyzyjnej walki z rakiem
Oparte na nanocząsteczkach systemy podawania leków powinny przyczynić się do ograniczenia toksyczności i skutków ubocznych (dzięki precyzyjnemu podawaniu), kosztów, a nawet czasu leczenia w porównaniu z metodami tradycyjnymi. Jednościenne nanorurki węglowe (SWNT) cieszą się ostatnio dużym zainteresowaniem, od kiedy odkryto, że penetrują komórki ludzkie nawet cztery razy szybciej i przedostają się głębiej niż porównywalne cząsteczki o jednorodnych kształtach. Na przykład, zamiast trwającego wiele godzin nieprecyzyjnego dożylnego podawania leków, w przypadku takich chorób, jak reumatoidalne zapalenie stawów czy choroba Leśniowskiego-Crohna, można by stosować szybkie miejscowe zastrzyki. Połączenie SWNT z materiałami inteligentnymi, czyli takimi, które reagują na bodźce środowiskowe, i uzyskanie urządzeń do kontrolowanego podawania leków przeciwnowotworowych, było celem badaczy biorących udział w projekcie "Inteligentne nanomateriały do zastosowania w terapii fotodynamicznej" (SNAP). Naukowcy zajmowali się fotosensybilizatorami, tj. substancjami reagującymi na absorpcję światła. Jedną z klas takich substancji stosuje się w leczeniu nowotworów metodą fotodynamiczną, polegającą na aktywowaniu przy pomocy światła leku zabijającego komórki rakowe. Substancje te, mimo że bardzo skuteczne, nie są wystarczająco selektywne i słabo rozpuszczają się w wodzie, która jest podstawą płynów wewnątrz- i zewnątrzkomórkowych. Aby poprawić ich zdolność rozróżniania zdrowych i chorych komórek, naukowcy pracowali nad funkcjonalizacją fotosensybilizatorów. Dodanie różnych czujników (receptorów) pozwoliłoby na włączanie i wyłączanie fotosensybilizatorów w obecności/nieobecności określonych sygnałów (cząsteczek substratów wiążących się z receptorem lub lokalnych warunków środowiskowych, takich jak zmiany jonizacji czy pH). Badacze stworzyli rozpuszczalne w wodzie nanorurki węglowe i opisali je przy pomocy różnych technik doświadczalnych, uzyskując informacje niedostępne wcześniej w literaturze fachowej. Opracowali także metodę wytwarzania wysoce czystych, selektywnie sfunkcjonalizowanych SWNT, pozwalającą na zachowanie ich właściwości optycznych i elektrycznych. Synteza i opisanie szeregu potencjalnych fotosensybilizatorów oraz kowalencyjne związanie ich z SWNT wskazuje na możliwość wykorzystania ich w zastosowaniach fotowoltaicznych, na przykład w konwersji energii. Uczestnicy projektu SNAP dokonali znacznych postępów w dziedzinie wytwarzania rozpuszczalnych w wodzie SWNT i fotosensybilizatorów, które mogą posłużyć za podstawę dla stworzenia precyzyjnych i inteligentnych fotodynamicznych systemów podawania leków, jak również urządzeń solarnych.
